2018版高中化学必修二导学案:第二章化学反应与能量第二节第1课时化学能转化为电能版含答案最全版(最
- 格式:docx
- 大小:523.25 KB
- 文档页数:14
第二章化学反应与能量第1节化学能与热能第1课时【教学目标】⑴知道化学反应的本质是什么?⑵能分析化学反应中能量变化的主要原因⑶掌握从化学键的观点来分析能量的变化(4) 了解能量守恒定律【教学重点】掌握从化学键的观点来分析能量的变化。
【教学难点】运用能量守恒定律公式的简单计算。
【教学过程】[介绍] 能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。
能源是人类赖以生存和发展的物质基础,我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。
迄今为止,人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。
但是,由于人类大量开发和浪费资源,造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。
在现代广泛使用的各种能源中,哪些与化学密切相关?面对能源枯竭的危机,提高能源的利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向,在这方面化学能作出什么贡献?本章初步讨论这些问题。
[创设情景] 在一支试管中放入一小块生石灰,加入少量水,让学生观察实验现象,再让学生用手触摸试管外壁,然后要求学生回答观察到了什么现象?触摸试管外壁时有何感觉?说明什么问题?并要求学生写出反应方程式。
[问题] 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物(煤中含有大量的碳),它们燃烧时放出热能。
你一定想知道,这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系?石灰石(主要成分是碳酸钙)要经过高温煅烧才能变成生石灰,高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用?[板书] 一、化学键与化学反应中能量变化的关系[思考]不同的燃料其组成不同,燃烧后放出的热量也不相等。
为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同?燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里?1、化学键与化学反应中能量变化的关系⑴化学反应的本质是什么?以氢气在氯气中燃烧为例,用化学键的观点分析反应的本质过程。
点燃H2 + Cl2 ==== 2HCl一个化学反应的的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
⑵化学反应中能量变化的主要原因点燃H2 + Cl2 ==== 2HCl吸收能量吸收能量放出能量化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能[目标导航]1。
熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,以及判断原电池的正、负极。
3.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
一、一次能源和二次能源1.能源按其来源可分为一次能源和二次能源。
能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2.二次能源-—火力发电(1)火力发电原理:首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电. (2)能量转换过程:化学能错误!热能错误!机械能错误!电能.其中能量转换的关键环节是燃烧。
(3)火力发电弊端:①煤属于不可再生资源,用一点少一点,用煤发电会造成资源的浪费。
②能量经过多次转化,利用率低,能量损失大.③煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等),污染环境。
【议一议】1.判断正误(1)根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源。
()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源.()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程.()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程。
()答案(1)√(2)√(3)√(4)×二、化学能直接转化为电能1.按要求完成下列实验,并填表2.原电池(1)概念:是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
(2)构成条件①原电池反应必须是自发的氧化还原反应,②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),③两电极均插入电解质溶液中,④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
(3)原电池的工作原理原电池总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
(4)能量转化过程:原电池在工作时,负极失电子,电子通过导线流向正极,被氧化性物质得到,闭合回路中形成电流,化学能转变为电能.【议一议】2.判断正误:(1)HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池.()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转.()(3)在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。
第二章 化学能与电能 第二节 化学能与电能(第一课时)教学目标1.初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
2.引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质3.使学生形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。
教学重点: 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
教学难点:通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学方法: 实验探究法教学用品: 铁丝、铜丝、锌片、钢片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计等。
教学过程[实物展示]与电池有关的各种产品:[设问]以上器材都以什么作能源? [回答]化学电池作能源。
[讲述]电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源(见资料卡片)。
在化学反应中化学能的变化通常表现为热量的变化,即化学能转化成热能。
那么,物质中的化学能在什么条件下直接转化为电能?又是如何转化的呢?[板书]第二节 化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化[投影]长江三峡水利枢纽工程是我国具有防洪、发电、航运等综合效益的特大型工程,枢纽主要建筑物由大坝、电站、通航等建筑物三大部分组成,泄洪坝段位于河床中部,两侧为发电站。
三峡工程位于中国湖北省宜昌市三斗坪,是世界最大的水利枢纽工程,大坝为混凝土重力坝,坝轴线全长约为2309米,水库正常蓄水位175米,总库容393亿立方米。
[设问]为什么我国要建设三峡水电站?长江三峡水电站建设具有什么重要意义?[回答]长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程,它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益,提供大量的清洁能源。
[探究·分析] 火力发电利与弊分析。
要素:(1)电力在当今社会的应用和作用。
(2)我国目前和未来发电总量构成。
(3)火力发电的原理分析。
(4)火力发电对环境的污染(5)燃烧的氧化还原反应本质。
[投影]1.2001年我国发电量构成图2.资料:若用火力发电每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨,二氧化硫200万吨,一氧化碳1万吨,氮氧化合物37万吨,工业废渣约1200万吨以上。
第2课时化学能与热能的相互转化
【考点要求】掌握化学能与热能的相互转化
【教学目标】学会判断吸热反应与放热反应
1.化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为________的变化。
因此化学反应分为两类:__________反应和________反应。
请填写下表:
实验探究:按照下列各实验的操作步骤,完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。
(1)铝与盐酸反应
(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应
(3)NaOH与盐酸的反应
【归纳总结】
吸热反应与放热反应的判断方法:
(1)根据反应类型判断
①化合反应一般为________________;
②需要加热的分解反应一般为________________;
③中和反应为________________。
(2)记住一些特殊反应
①Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应吸热;
②所有的燃烧反应都是________________;
③活泼金属与水或酸的反应为________________。
【活学活用】
1.下列反应中,属于放热反应的是________,属于吸热反应的是________(填序号)。
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧蜂窝煤取暖③炸药爆炸④硫
酸与氢氧化钾溶液反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物腐败⑦碳与水蒸气反应制得水煤气
2.下图中,能表示灼热的炭与二氧化碳反应的能量变化的是( )。
第1课时 化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例并了解其应用。
2.理解原电池工作原理。
3.会写简单的电极反应式。
一、一次能源和二次能源其中电能是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
二、化学能转化为电能1.化学能转化为电能的两种方式 (1)火电(火力发电):化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能;缺点:污染环境、低效。
(2)原电池:将化学能直接转化为电能;优点:清洁、高效。
2.原电池 (1)实验:锌片:溶解负极⎩⎪⎨⎪⎧电极材料:Zn电极反应:Zn失去电子,发生氧化反应电极反应式:Zn-2e-===Zn2+正极⎩⎪⎨⎪⎧电极材料:铜电极反应:得到电子,发生还原反应电极反应式:2H++2e-===H2↑电池反应:2H++Zn===Zn2++H2↑(3)电子的流向:电子由负极经导线流向正极。
(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
1.(2018·宁夏育才中学期中)在下列能源中,属于二次能源的是( )A.风力B.原煤C.石油D.电力解析:风力是直接取自自然界没有经过加工转换的资源,是一次能源,A错误;煤是直接从地下挖来的,是一次能源, B错误;天然气、原煤和石油是三大化石燃料,是一次能源,C错误;我们生活中所使用的电力都是通过其他形式的能源转化而来的,是二次能源,D正确。
答案:D2.(2018·宁夏育才中学期中)下列各装置中,能构成原电池的是( )解析:原电池的构成条件:活泼性不同的两个电极、电解质溶液、闭合回路、自发的氧化还原反应,四个条件缺一不可。
A两个电极相同,不能构成原电池,A错误;B符合原电池构成要素,B正确;酒精为非电解质,不能构成原电池,C错误;不能形成闭合回路,D 错误。
答案:B3.关于如图所示装置的叙述,错误的是( )A.锌是负极,其质量逐渐减小B.氢离子在铜表面被还原C.电流从锌片经导线流向铜片D.电子从锌片经导线流向铜片解析:由图可知Zn为负极,其与H2SO4反应而溶解,Cu为正极,H+在正极被还原为H2,电子从锌片经导线流向Cu,电流方向与电子流动方向相反,从Cu→Zn,故A、B、D三项正确,C项错误。
人教版第二章第2节化学能与电能(第一课时)教材版本:人教版一、教学目标1.知识与技能:(1)了解原电池装置是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
(2)通过制作简易原电池的实验,了解原电池的概念和构成原电池的条件,初步掌握原电池的工作原理,能够正确判断简单原电池的正、负极和电子流向,写出两极上发生的电极反应式。
2.过程与方法:(1)采用独学、对学、群学的学习方法,并通过设计学生分组探究实验,来充分调动学生参与课堂的积极性、主动性、以激发他们的求知欲和学习兴趣。
(2)通过设计方案、分组实验培养学生的观察能力与分析思维能力,提高学生的动手能力及与他人交流、合作的能力。
3.情感态度与价值观:(1) 通过探究实验体会到科学探究的严谨与喜悦,进一步激发学习化学的兴趣和信心。
(2)通过化学能与电能的转化在生活中的实际应用,使学生体会到化学与生活的密切联系及化学的应用价值,使学生明确学习的最终目的是服务于社会、造福于人类。
二、教学重点:1.了解原电池装置的功能及其构成条件。
2.掌握原电池的工作原理。
三、教学难点:根据提供的素材设计原电池装置并分析原电池的工作原理。
四、教学方法:学案导学、启发引导、点拨提升、实验探究、合作学习。
五、教学用具:实验仪器:烧杯、检流计、导线实验药品:锌电极、铜电极、稀硫酸等六、课时安排第1课时七、教学过程【引入】橙子好吃吗?橙子不仅好吃,老师还可以利用橙子作为产生电的装置。
【演示实验】用橙子制作水果电池进行演示实验【讲述】这节课我们一起来学习化学能与电能【板书】第二章第2节化学能与电能【演示实验1】将锌片插入稀硫酸溶液有何现象?【学生】描述现象【导引】该反应属不属于氧化还原反应?氧化还原反应的本质是什么?【学生】思考、回答【演示实验2】将铜片插入稀硫酸又有何现象?为什么?【学生】思考、回答【演示实验3】用导线把锌片和铜片连起来并串联一个检流计,再观察铜片上的现象及检流计是否偏转。
第一节化学反应与能量变化第1课时◆本章教材分析1.教材地位和作用(1)本章内容分为两个部分——化学反应与能量变化、化学反应速率和限度,都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。
同时,本章内容又在社会生产、生活和科学研究中有广泛的应用,对人类文明进步和现代化发展有重大价值,与我们每个人息息相关。
因此,化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性,决定了本章学习的重要性。
初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,在选修4《化学反应原理》中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统、深入地学习化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡的原理。
本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又是为选修4《化学反应原理》的学习奠定必要的基础。
学生通过学习化学能与热能、化学能与电能的相互转化及其应用,对化学在提高能源的利用率与开发新能源中的作用与贡献有初步的认识;通过引入新型化学电池开发与利用的知识,学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会;通过对化学反应速率和限度的学习与讨论,学生将对化学反应的条件有更深的认识。
这些都会增进学生对化学学习的兴趣,使学生体会化学学习的价值。
(2)内容的选择与呈现新课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,既有学习的阶段性,又有必修、选修的层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的状态。
根据新课程标准,关于化学反应中能量变化的原因,在此只点出化学键的断裂和形成是其主要原因,并笼统地将化学反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低,不予深究。
关于化学能与热能、化学能与电能的相互转化,侧重讨论化学能向热能或电能的转化,以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池,主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。
化学必修2《第二章化学反应与能量》复习导学案执笔:马伟明审核:化学组课时:2 班级姓名第一课时第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应的实质:反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成。
2、旧键的断裂需要吸收能量,新键的生成需要放也能量。
所以说,化学键的断裂和化学键的形成是物质在化学反应中能量变化的主要原因,物质的化学反应与体系的能量变化是同时•发生的。
3、从化学反应的热效应来分类:化学反应可以分为:放热反应和吸热反应。
4、从反应物与生生成物的总能量高低分析吸热反应与放热反应:①放热反应:EE反应物>EE生应物②吸热反应:"反应物〈£巳生应物二、化学能与热能的相互转换1、化学反应必须遵循的两条基木的自然定律:质量守恒定律和能量守恒定律。
2、因为反应物的总能量与生成物的总能量不等,所以任何化学反应都伴随着能量的变化。
化学反应中的能量变化通常主要表现为睥的变化。
3、吸热反应:分解反应(碳酸钙受热分解)、铉盐NHC1与碱Ba(0H)2.8H2。
反应。
4、放热反应:燃烧、置换反应(如金属铝与稀盐酸反应)、酸碱中和反应、化合反应。
5、吸热反应、放热反应与加热之间的关系:不一定。
[达标练习一]1.下列反应是吸执反应的是()%1灼热的炭与三/化碳反应②铁和稀硫酸的反应③氢氧化锐晶体的粉末和氯化铉晶体混合④钢铁制品生锈的反应A.①②B.C.①③D.②④2.已知2H2+O2==2H2O (条件为“点燃”),关于该反应的下列说法错误的是()%1该反应是一个放热反应%1参加反应的氢气而氧气的总能量高于反应生成的水的总能量%1该反应是个吸热反应%1参加反应的氢气莉氧气的总能量低于反应生成的水的总能量A.①②B.③④C.①③D.②④3.己知在相同状况下,要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。
下列说法正确的是()%1电解焰融的A12O3nJ以制得金属铝和氧气,该反应是一个放出能量的反应%1水分解产生氢气和氧气时放出能量%1相同状况下,反应2SO2+O2=2SO3是一个放热反应,则反应2SO3=2SO2+O2是—个吸热反应%1或花氢分解成氢气和氯气时需要吸收能量A. B. C.①③ D.②④4.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料°吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷°该化学物质可能是()A.氯化钠B.固体硝酸铉C.生石灰D.蔗糖第二节化学能与电能一、能源分类:1、一次能源:直接从自然界取得的能源,如水力、风力、煤、石油、天然气和铀矿。
体 -H-第一"P著喻E 阿络—拿揑全局八I 卜梳理基础一、熠变与反应热]. 熔变。
(1) __________________________ 焰(/,描述物质所具有的 的物理量。
单位: ________ (或 _______ )o⑵焙变(A/ZH 反应 __________ 的总恰与 ________ 的总焰之 差。
(3) 焰变(A 巾与反应热(0)的关系。
对于等压条件下的化学反应,如果反应中物质的能量全部转 化为 ________ ,贝I 」△〃= _____ o(4) 表现形式:燃烧热、中和热、溶解热等。
(5) 计算方法。
考纲点击1. 了解化学反应中能量转化的原因,能说 出常见的能量转化形式。
2. 了解化学能与热能的相互转化。
了解吸 热反应、放热反应、反应热等概念。
3. 了解热化学方程式的含义,能用盖斯定 律进行有关反应热的简单计算。
4. 了解能源是人类生存和社会发展的重要 基础。
了解化学在解决能源危机中的重要 作用。
网络构建放吸热反应常化石燃料「 睑学方砒一 -能浪 新能源」 的M 计算方法」中®r 嫌「概念 沁叽应用;采髓奋]反峽 应与能ht化学反意义-书写 囉理T 菊断一突破点面••白主学习 夯实恳础化学能与热能c —明确目标 徐扣考纳 展示才向答案:1・(1)内能kj/mol kJ-mol-1(2)产物 反应物(3)热能0 (5)①生成反应②反应生成2. 化学反应的实质与特征。
① A 〃= _______ 物总能量一② △ H= _______ 物总键能_ _______ 物总能量; _______ 物总键能。
(1) ___________ 实质: ________ 断裂和 形成。
(2) _______________ 特征:麻看 _______ 生底 又肴 的变化。
答案:2. (1)旧化学键 新化学键(2)新物质 能量3. 反应热。
(1) ______________________________ 定义:在恒压条件下进行反应的 ____________________________ o 符号: ______单位: _______ 或 kJ • mol _1o(2「产生原因。
化学能与热能的相互转化学习目标1、掌握化学反应中能量变化的主要表现形式和化学反应中能量转化的实质,能说出常见的能量转化形式。
能根据事实判断吸热反应、放热反应。
b5E2RGbCAP2、在实验和探究学习的过程中,能够发现并提出化学能与热能的探究性问题,培养归纳总结的能力。
3、通过实验培养学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。
重点:吸热反应、放热反应的概念。
难点:准确判断吸热反应、放热反应和中和热。
课前预习使用说明和学法指导1、依据预习案通读教材,进行知识梳理;了解化学能与热能的相互转化,了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。
plEanqFDPw2、认真完成预习自测,将预习中不能解决的问题标记出来,并填写到后面“我的疑惑”处。
3、利用15分钟高效完成。
知识准备化学反应伴随有能量变化的原因反应放出能量:反应物的总能量〉生成物的总能量断键吸收的总能量v成键放出的总能量反应吸收能量:反应物的总能量v生成物的总能量断键吸收的总能量〉成键放出的总能量教材助读1、能量守恒定律一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,转化的和可以不同,但是体系包含的,也就是说能量是守恒的,这就是能量守恒定律。
DXDiTa9E3d2、化学反应中的能量变化,通常表现为的变化一一吸热和放热。
(1 )放热反应:反应中的化学反应叫放热反应。
(2 )吸热反应:反应中的化学反应叫吸热反应。
3、化学能与热能相互转化的意义是什么?4、人类利用能源包含哪三个阶段?我们现在处于哪个阶段?预习自测1、下列关于能量转化的认识中不正确的是()A、电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能B、绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能C、煤燃烧时,化学能主要转化为热能和光能D 、白炽灯工作时,电能全部转化为光能2、人类对于能源的利用大致分为三个时期:柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。
以下说法正确的是()RTCrpUDGiTA、原始社会人类学会了利用火,他们以天然气取暖,吃熟食,从事生产活动B 、目前我国广大农村生活使用的能源都是化石燃料C、多能源结构时期指的是新能源时期,包括核能、太阳能、氢能等D 、化石燃料的燃烧没有污染我的疑惑请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决。
第二节化学能与电能第1 课时化学能转化为电能[学习目标定位]1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,会判断原电池的正极、负极,会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
一化学能与电能的转化1.电能使用电器时都需要电能。
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
2.火力发电火电(火力发电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。
燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程,该过程可表示为燃烧蒸汽发电机化学能――→热能――→机械能――→电能其中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
3.化学能与电能的直接转化化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
归纳总结一次能源与二次能源对比能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转化得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等1.下列说法不正确的是() A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.火力发电是化学能间接转化为电能的过程D.水力发电是将化学能转化为电能的过程答案 D解析水力发电是将水的机械能转化为电能的过程。
2.下列各项中,属于一次能源的是()①煤②石油③天然气④煤气⑤电力A.①②③B.①②④C.②③⑤D.③④⑤答案 A解析煤、石油、天然气等没有经过加工或转换而直接从自然界中取得,称为一次能源;煤气、电力、汽油、煤油、焦炭等,是在一次能源基础上经过加工转换而来的,称为二次能源。
二原电池的工作原理1.按要求完成下列实验,并填表:实验步骤现象锌片逐渐溶解,表面有气泡;铜片表面无气泡锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,电流表指针发生偏转两锌片逐渐溶解且表面都有气泡,电流表指针不偏转无现象解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜则不能锌与稀硫酸反应,但氢气在铜片上产生,导线中有电流锌与稀硫酸反应产生氢气,但导线中无电流乙醇是非电解质,与Zn、Cu都不反应2.原电池(1)原电池的概念是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
(2)原电池的构成条件理论上,自发的氧化还原反应均可构成原电池。
具体条件是:①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);②溶液:两电极均插入电解质溶液中;③导线:两极用导线相连,形成闭合回路。
(3)原电池的工作原理①根据原电池反应原理,分析下图并填空原电池总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑;②能量转化过程:原电池在工作时,负极失去电子,电子通过导线流向正极,溶液中氧化性物质得到电子,发生还原反应,这样氧化反应和还原反应不断发生,负极不断地失电子,失去的电子不断地通过导线流向正极,被氧化性物质得到,闭合回路中不断有电子流产生,也就形成了电流,即化学能转变为电能。
(4)原电池工作原理的应用①比较金属活动性作负极的金属活动性强,作正极的金属活动性弱;②改变化学反应速率如:在Zn 和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn 置换出的铜和锌能构成原电池的正负极,从而加快Zn 与稀硫酸反应的速率;③设计原电池如:把Fe+2Fe3+===3Fe2+设计成原电池,可用Fe 作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液;④保护金属设备如:船体是钢铁材料,在海水中易被腐蚀,在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn),则构成以Zn、Fe 为电极的原电池,Zn 被消耗掉而Fe 得到保护。
归纳总结3.如图装置中,明显有电流产生的是()答案C解析依据原电池的构成条件分析可知:A 选项中酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;B 选项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应,因而也不能构成原电池;D 选项中的装置没有构成闭合回路,不能构成原电池;只有C 选项中的装置符合原电池的构成条件。
理解感悟原电池的判定方法:一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应);二看构成条件(两极一液成回路:两个活泼性不同的电极,插入电解质溶液中,装置形成闭合回路)。
4.由A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验。
装置现象二价金属A不断溶解C 的质量增加 A 上有气体产生根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应式是。
(2)装置乙中正极的电极反应式是。
(3)装置丙中溶液的pH 变化是。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是。
答案(1)A-2e-===A2+(2)Cu2++2e-===Cu(3)变大(4)D>A>B>C解析据装置甲知活动性:A>B,A 作负极,电极反应式为A-2e-===A2+;据装置乙知活动性:B>C,正极反应式为Cu2++2e-===Cu;据装置丙知活动性:D>A,正极反应式为2H++2e-===H2↑,故c(H+)减小,pH 增大。
据甲、乙、丙知活动性强弱顺序:D>A>B>C。
原电池是把化学能转化为电能的装置。
其工作原理是1.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。
下列说法正确的是()A.天然气、石油、流水、风力、氢气为一次能源B.无论是风力发电还是火力发电,都是将化学能转化为电能C.PM2.5 含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素D.发展低碳经济、循环经济,推广可利用太阳能、风能的城市照明系统答案D解析A 项,H2不是一次能源;B 项,风力发电不是将化学能转化为电能;C 项,砷不是金属元素。
2.现有M、N、P、E 四种金属,已知:①M+N2+===N+M2+;②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M 表面有大量气泡逸出;③N、E 用导线连接放入E 的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-===E,N-2e-===N2+。
则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A.P>M>N>E B.E>N>M>PC.P>N>M>E D.E>P>M>N答案A解析由①知,金属还原性:M>N;M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M 表面有大量气泡逸出,说明M 作原电池的正极,故金属还原性:P>M;N、E 构成的原电池中,N 作负极,故金属还原性:N>E。
3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是()A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的酸性均减弱D.产生气泡的速率甲比乙慢答案C解析因乙烧杯中锌片和铜片没有接触,没有构成闭合回路,故不能构成原电池,因此乙烧杯中铜片上没有气泡,只有锌片上有气泡。
因甲烧杯中锌片和铜片用导线连接后构成原电池,加快了锌的溶解,铜片上产生气泡的速率比乙烧杯中锌片上产生气泡的速率快。
又因两烧杯中的锌都能与稀硫酸反应产生氢气而消耗H+,导致两烧杯中溶液的酸性均减弱。
理解感悟金属铜和锌插入稀硫酸中后,铜不反应,锌溶解并产生气泡。
若用导线连接两金属或将两金属直接接触,就构成了原电池,现象也就发生了变化:铜表面产生大量气泡,比未构成原电池时锌表面的气泡产生速率要快。
这一原理可用于实验室制氢气:在稀硫酸中滴加少量硫酸铜溶液,与锌粒混合后,锌置换出铜,覆盖在锌的表面,形成许多微小的铜锌原电池,使得产生氢气的速率大大加快。
4.在铜锌原电池中(如下图),以硫酸铜为电解质溶液,锌为极,电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为。
锌片上观察到的现象为;铜为极,电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是;铜片上观察到的现象是,原电池总反应的离子方程式为。
答案负氧化Zn-2e-===Zn2+锌片溶解正还原Cu2++2e-===Cu 铜极变粗Zn+Cu2+===Zn2++Cu解析CuSO4为电解质溶液时,铜锌原电池的负极为锌,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,所以锌片不断溶解,正极为铜,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,所以铜极不断变粗,电池总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu。
5.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请写出电极反应式:正极反应:;负极反应:。
答案(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(2)2Fe3++2e-===2Fe2+Cu-2e-===Cu2+一、能源及其能量转换40 分钟课时作业[经典基础题]1.下列关于能量转换的认识中不正确的是()A.白炽灯工作时,电能全部转化为光能B.普通干电池工作时将化学能转变为电能C.化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化D.火电是通过化石燃料燃烧,使化学能经过一系列能量转化最终转变为电能答案 A解析 A 项,白炽灯工作时,电能除转化为光能外,还转化为热能。
2.核聚变是人类未来获取能源的理想方式之一。
人类从受控热核聚变反应中可得到无穷尽的清洁能源,相当于为自己制造了一个个小太阳。
下列关于能量转换的认识中不正确的是() A.电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能C.煤燃烧时,化学能主要转化为热能D.蜡烛燃烧时,化学能全部转化为光能答案 D二、原电池的形成与判定3.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池的合理组成是()正极负极电解质溶液A Zn Cu CuCl2B Cu Zn H2SO4C Cu Zn CuSO4D Zn Fe CuCl2答案 C解析由总反应式知,Zn 被氧化作原电池的负极,符合条件的有B、C 两项,电解质溶液中Cu2++2e-===Cu,B 选项中是2H++2e-===H2↑,故应选C。
4.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是()答案 D5.如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED 灯发光的装置。
下列说法错误的是()A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换C.如果将硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变答案 C解析铜锌原电池中,Cu 作正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,故Cu 上有气泡生成,A 正确;原电池中化学能转化为电能,LED 灯发光时,电能转化为光能,B 正确;柠檬汁显酸性也能作电解质溶液,将硫酸换成柠檬汁,仍然构成原电池,导线中会有电子流动,C 错误;金属性Cu 比Zn、Fe 弱,Cu 作正极,电路中的电流方向不变,仍然由Cu 流向负极,D正确。